Ordenamiento de films delgados de copolímeros bloque autoensamblados en la nanoescala

DANIEL A. VEGA, NICOLÁS GARCÍA, ALDO D. PEZZUTTI, LEOPOLDO R. GÓMEZ

Salta

Congreso; XVI Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2009

Durante la última década los copolímeros multibloque han sido objeto de numerosos estudios en el marco de la ciencia y tecnología de materiales. Esta clase de macromoléculas está compuesta de dos o más bloques de polímeros incompatibles unidos entre si a través de un enlace covalente. A diferencia de las mezclas de polímeros, por debajo de una temperatura característica los copolímeros pueden formar complejas y fascinantes nanoestructuras con una amplísima variedad de propiedades mecánicas, ópticas o eléctricas [Fredrickson y Bates, Physics Today, 2, 1999]. Recientemente el estudio de mecanismos de relajación en copolímeros bloque ha adquirido notable interés debido a su importancia en aplicaciones a nanotecnología [Ruzzete y Leibler, Nature Materials, 4, 19, 2005]. Por ejemplo, la formación de patrones mediante litografía de copolímeros bloque permite fabricar arreglos de ‘puntos’ metálicos para almacenamiento de alta densidad de información o arreglos de ‘puntos’ quánticos para la fabricación de rayos láser de InGaAs/GaAs) [Harrison y col., Science 290, 1558, 2000]. Sin embargo, la gran mayoría de las aplicaciones tecnológicas donde se prevé el uso films delgados de copolímeros bloque requieren de la obtención de estructuras con un alto grado de ordenamiento. El estado de ordenamiento de los films delgados está condicionado por la presencia de diferentes tipos de defectos estructurales, tales como bordes de grano, dislocaciones y disclinaciones [Vega y col., Phys. Rev. E, 71, 061803, 2005; Gómez y col., Phys. Rev. Lett., 97, 188302, 2006]. Si bien se han propuesto diversas técnicas para lograr inducir ordenamiento en estos sistemas, al presente los más económicos y prácticos son los tratamientos térmicos [E. Kramer, Nature, 437, 824, 2005]. Sin embargo, dado que en este caso la eliminación de defectos es un proceso lento, es imprescindible buscar condiciones experimentales que permitan acelerar los mecanismos que conducen a sistemas bien ordenados. En este sentido, una de las rutas más promisorias para lograr altos grados de ordenamiento es el uso de sustratos curvos [Gómez y Vega, Phys. Rev. E, 79, 031701, 2009]. En este trabajo se discutirán resultados numéricos y experimentales de films delgados de copolímeros dibloque de 30nm de espesor depositados sobre diferentes sustratos curvos. Se analiza tanto el efecto de la simetría de la fase de equilibrio del copolímero como la influencia de la curvatura sobre las características y distribución de defectos topológicos.